计算机网络(第二版)课后习题答案第三章

计算机网络参考答案第三章（高教第二版冯博琴）
1 什么是网络体系结构？网络体系结构中基本的原理是什么？
答：所谓网络体系就是为了完成计算机间的通信合作，把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口及服务。

将这些同层进程间通信的协议以及相邻层接口统称为网络体系结构。

网络体系结构中基本的原理是抽象分层。

2 网络协议的组成要素是什么？试举出自然语言中的相对应的要素。

答：网络协议主要由三个要素组成：
1）语义
协议的语义是指对构成协议的协议元素含义的解释，也即“讲什么”。

2）语法
语法是用于规定将若干个协议元素和数据组合在一起来表达一个更完整的内容时所应遵循的格式，即对所表达的内容的数据结构形式的一种规定（对更低层次则表现为编码格式和信号电平），也即“怎么讲”。

3）时序
时序是指通信中各事件发生的因果关系。

或者说时序规定了某个通信事件及其由它而触发的一系列后续事件的执行顺序。

例如在双方通信时，首先由源站发送一份数据报文，如果目标站收到的是正确的报文，就应遵循协议规则，利用协议元素ACK来回答对方，以使源站知道其所发出的报文已被正确接收，于是就可以发下一份报文；如果目标站收到的是一份错误报文，便应按规则用NAK元素做出回答，以要求源站重发该报文。

3 OSI/RM参考模型的研究方法是什么?
答：OSI/RM参考模型的研究方法如下：
1）抽象系统
抽象实系统中涉及互连的公共特性构成模型系统，然后通过对模型系统的研究就可以避免涉及具体机型和技术实现上的细节，也可以避免技术进步对互连标准的影响。

2）模块化
根据网络的组织和功能将网络划分成定义明确的层次，然后定义层间的接口以及每层提供的功能和服务，最后定义每层必须遵守的规则，即协
议。

模块化的目的就是用功能上等价的开放模型代替实系统。

5 服务原语的作用是什么？试以有确认服务为例进行说明。

答：服务在形式上是用服务原语来描述的，这些原语供用户实体访问该服务或向用户实体报告某事件的发生。

6 说明在实际网络中数据是如何进行封装传输的。

答：tcp/ip中采用ip数据包，也就是不可靠数据报的方式分组转发
7 比较数据报与虚电路两种服务各自的优缺点及适用场合。

答：数据通信网和国际计算机互联网(因特网)都是采用分组交换方式进行信息传送的。

它们都是把要传送的报文划分成若干一定长度的数据分组,即进行分组打“包”,然后以分组为单位用存储—转发的方式发送出去。

分组交换有两种不同的传送方式:一种叫“虚电路”方式,另一种叫“数据报”方式。

这两种方式各有优缺点,各有各的适用场合。

1.虚电路方式虚电路是在分组交换散列网络上的两个或多个端点站点间的链路。

这种分组交换的方式是利用统计复用的原理,将一条数据链路复用成多个逻辑信道。

就是采用时分复用的原理和数据分组插入的技术,把一条数据链路分成多条逻辑信道。

在数据通信呼叫建立时,每经过一个节点便选择一条逻辑信道,最后通过逐段选择逻辑信道,在发信用户和收信用户之间建立起一条信息传送通路。

由于这种通路是由若干逻辑信道构成的,并非实体的电路,所以叫做“虚电路”。

虚电路为两个端点间提供临时或专用面向连接的会话。

它的固有特点是，有一条通过多路径网络的预定路径。

提前定义好一条路径，可以改进性能，并且消除了帧和分组对头的需求，从而增加了吞吐率。

从技术上看，可以通过分组交换网络的物理路径进行改变，以避免拥挤和失效线路，但是两个端系统要保持一条连接，并根据需要改变路径描述。

虚电路有永久性和交换型的虚电路两种.永久性虚电路（PVC）是一种提前定义好的，基本上不需要任何建立时间的端点站点间的连接。

交换型虚电路（SVC）是端点站点之间的一种临时性连接。

虚电路技术的主要特点是：在数据传输之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。

它适用于两端之间长时间的数据交换。

优点：可靠、保持顺序；缺点：如有故障，则经过故障点的数据全部丢失.
2. 数据报方式数据报(datagram)是分组交换的另一种业务类型。

它属于“无连接型(connectionless)”业务。

用数据报方式传送数据时,是将每
一个分组作为一个独立的报文进行传送。

数据报方式中的每个分组是被单独处理的，每个分组称为一个数据报，每个数据报都携带地址信息。

通信双方在开始通信之前,不需要先建立虚电路连接,因此被称为“无连接型”。

无连接型的发信方和收信方之间不存在固定的电路连接,所以发送分组和接收分组的次序不一定相同,各个分组各走各的路。

收信方接收到的分组要由接收终端来重新排序。

如果分组在网内传输的过程中出现了丢失或差错,网络本身也不作处理,完全由通信双方终端的协议来解决。

因此一般说来,数据报业务对沿途各节点的交换处理要求较少,所以传输的时延小,但对于终端的要求却较高。

数据报的特点是：在目的地需要重新组装报文。

优点：如有故障可绕过故障点、：不能保证按顺序到达，丢失不能立即知晓。

从单独的通信网来说,采用有连接的虚电路方式,或是采用无连接的数据报方式都是可以的。

但是对于网间互联或IP业务,则是采用数据报方式有利。

因为数据报方式可以最大限度地节省对网络节点的处理要求,不需要采取可靠性措施或流量控制,不需要预先建立逻辑的连接路径,它在遇到网内拥塞等情况时,可以迅速改变路由,因而适用于各种不同类型的网络。

在国际计算机互联网(因特网)中,用的就是数据报方式。

虚电代谢产物交互式通信,数据报方式代谢产物单向地传送短信息。

8 路由选择的作用是什么？常用的方法有哪些？
答：路由选择或称路径控制，是指网络中的节点根据通信网络的情况（可用的数据链路、各条链路中的信息流量），按照一定的策略（传输时间最短、传输路径最短等），为数据报选择一条可用的传输路由，将其发往目的主机。

路由选择算法主要分为自适应式和非自适应式。

非自适应式不能依据网络当前实际（实测或估测）的传输量和拓扑变化来为分组进行路由选择，而只能按原先设置好的路由传送分组；自适应算法能较好地适应网络中的通信量和拓扑的变化，但实现时难度大、开销多。

实际上，非自适应路由的设置和更新是静态的，必须设置好才能投入运行，所以它又称为静态路由算法；而适应式路径的选择和修改是依据当前网络流量和网络拓扑而动态进行的，所以它又称为动态路由算法。

10 在运输层中端口的作用是什么，与网络地址又有何关系？
答：传输层一般使用端口（port）与上层进行通信，端口作为通信进程的唯一标识，在通信中起着非常重要的作用。

网络地址用于指示网络中某台特定的主机，而端口用于指明主机上的某
个特定应用进程。

11 应用层实体和应用程序是否是相同的概念？并说明应用层在网络体系结构中的地位。

答：应用层实体和应用程序是不同的概念。

应用层是开放系统互连参考模型的最高层。

它为应用进程提供了访问OSI环境的手段，是应用进程使用OSI功能的唯一窗口。

12 说明TCP/IP参考模型与OSI/RM相比有何优点和不足。

答：
TCP/IP网络体系结构的主要优点：
1）简单、灵活、易于实现
2）充分考虑不同用户的需求
TCP/IP主要缺点如下：
1）没有明显地区分出协议、接口和服务的概念
2）不通用，只能描述它本身
3）主机-网络层只是个接口
4）不区分物理层和数据链路层
5）有缺陷的协议很难被替换
13 TCP/IP参考模型的物理层和数据链路层并没有具体的协议，说明为什么要这样设计？
答：为了保证通过TCP/IP参考模型可将不同的物理网络互连起来。

14 IP协议是无连接的，这意味着网络层的传输有什么样的特点？带来的问题是什么？
答：IP协议是无连接的，这保证了网络层的传输效率。

但同时也带来了可靠性、安全性等问题。

15 TCP/IP参考模型在运输层同时设计了TCP和UDP两个协议，说明两个协议的特点和适用场合。

答：
传输控制协议TCP是一个可靠的、面向连接的传输层协议，它将源主机的数据以字节流形式无差错地传送到目的主机。

发送方的TCP将用户交来的字节流划分成独立的报文并交给网络层进行发送，而接收方的TCP
将接收的报文重新装配交给接收用户。

TCP还要进行流量控制，以防止接收方由于来不及处理发送方发来的数据而造成缓冲区溢出。

用户数据报协议UDP是一个不可靠的、无连接的运输层协议。

UDP协议将可靠性问题交给应用程序解决。

UDP协议主要面向请求/应答式的交易型应用，一次交易往往只有一来一回两次报文交换，假如为此而建立连接和撤销连接，开销是相当大的。

这种情况下使用UDP就非常有效。

另外，UDP协议也应用于那些对可靠性要求不高，但要求网络的延迟较小的场合，如话音和视频数据的传送。